Name: a protocol for conducting rainfall simulation to study soil runoff
Uploaded: 2014-04-03T14:00:00
Duration: 10 min 35 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff at JoVE.com

Эта работа финансировалась частично за счет наращивания потенциала Грант присуждается в Университете штата Мэриленд восточном побережье (Umes) Национальным институтом сельского хозяйства и продовольствия. Авторы хотели бы поблагодарить Дона Махан (Umes) за помощь в создании осадков симулятор и в проведении осадков моделирования. Благодаря распространяются и на Дженис Donohoe (Umes) для выполнения лабораторных анализов и магистрантов студентов (Umes) за помощь в проведении эксперимента осадков моделирования и обработки образцов.

1. Почва Сбор и подготовка <ol><li> Сбор почву от поверхностном горизонте почвенного профиля, чтобы точно представлять физические и химические условия поверхности почвы. Примечание: Если возможно Почва должна быть собрана из лучших 5 см от поверхности. Площадь для сбора грунта должен быть достаточно небольшим, чтобы ограничить изменение физического почвы и химических свойств. </li><li> Просеять почву через грубый (20 мм) экран, чтобы удалить камни. Примечание: просеивание легче, если почва несколько влажной. </li><li> Распространение просеивают почву на тяжелой брезента в тонком слое для облегчения сушки, предпочтительно в теплице или теплой помещении. </li><li> Смешайте почву лопатой, граблями или, потянув за края брезента с одной стороны на другую, как будто складной гигантский кальцоне. Примечание: Будьте осторожны, не копировать и не рвите брезент с краю лопатой или граблями. Повторите эту процедуру несколько раз, пока почва не тщательно перемешивают. </li><li> Возьмите 10 образцов изразличные места в куче тщательно смешанного грунта и провести тест Mehlich-3 фосфора 17, чтобы проверить на однородности. Примечание: Однородность достигается, когда результаты 10 образцов имеют коэффициент вариации (КВ) &lt;0,05. Где: CV = стандартное отклонение / среднее. </li><li> Если CV теста Mehlich-3 фосфора является&gt; 0,05, еще раз перемешать почву и повторите тест однородности. </li></ol> 2. Упаковка для внесения Коробки <ol><li> Примечание: почвы коробки должны быть одинаковой объема с одинаковыми размерами длины, ширины и глубины (100 см х 20 см х 7,5 см) с девятью 5-мм сливных отверстий в дне. Ящики должны иметь 5-см губу и сбора желоб на одном конце (рис. 1). </li><li> Линия нижней части коробки с 4-слойные сыра тканью, чтобы сохранить почву от вымывания из отверстий в коробке, позволяя воде течь через когда почва насыщена. </li><li> Пакет первую коробку почвы, выкапывая достаточно сушат, просеивают и однороднойnized почву в поле, чтобы заполнить его около половины глубоко, когда сглаживаются (около 3,5 см). Распространение почву равномерно и упаковать его с плоской кирпича. Примечание: Почва должна быть достаточно сухой, чтобы он не компактный под давлением кирпича. </li><li> Добавить еще 2 см почвы и уровень его с выравнивания колеи в переполненном глубине 5 см, высотой выступа коробки, что переливается в канаву (рис. 2). </li><li> Взвесьте количество почвы, которая была добавлена ​​к первому упакованном рамки, и добавить такой же вес почвы для всех остальных полях. Пакет каждую коробку, чтобы достичь глубины почвы 5 см и равномерной объемной плотности. </li><li> Вакуумные желобов почвы коробки, чтобы удалить почву, что разлитое в сточную канаву в процессе упаковки. </li></ol> 3. Монтаж почва Коробки в Дождь Simulator <ol><li> Расположите рамку, построенный из 2 х 6 в лечение давления пиломатериалов в центре осадков симулятор, на котором почва коробки шплохо быть размещены. Примечание: рама должна иметь поперечный элемент в середине, чтобы обеспечить жесткость. Размещение почвы коробки на бездонную рамы минимизирует всплеск, которые могли бы произойти из твердого платформы непосредственно под почвенно коробки и позволяет свободный отток из отверстий в нижней части коробки. </li><li> Установите рамку на цементных блоков на высоте, что позволяет размещение сбора бутылок и воронки ниже носики на желобах сбора на фронте почвенных коробок, установленных на платформе. </li><li> Далее поднять заднюю часть платформы, используя кирпичи, пиломатериалы и прокладки, например, что в задней части коробки почвы, размещенной на платформе 3 см выше, чем передней панели, в результате чего 3% уклоном. Измерьте наклон, помещая доска (&gt; 100 см длины) на задней коробке почвы, установленных на платформе. Использование уровень плотника, удерживая уровень платы и поднять заднюю часть платформы, так что передняя коробки 3 см ниже борту уровня (рис. 3 </stronг&gt;). Примечание: Убедитесь, что передняя и задняя часть платформы является уровень из стороны в сторону. </li><li> Найдите точку прямо под верхним сопла и не ставить коробку в таком положении, чтобы избежать больших капель из сопла в начале или в конце мероприятия осадков от падения на коробке почвы, затем поместите пять или шесть ящиков равномерно расположенных на платформе . Отметьте положение коробки и всегда разместить ящики в этих же позициях. </li></ol> 4. Выбор источника воды для орошения <ol><li> Выбор источника воды для орошения, которая является относительно свободной от всех элементов и соединений, особенно интересны исследования. Анализ источник воды заранее исследования, чтобы определить чистоту воды. Примечание: Если необходимо, ионообменные смолы должны быть использованы для достижения желаемой чистоты воды. </li><li> Предоставить основной источник воды в осадков симулятор, который превышает давление 8 атм и расход 5 галлонов в минуту. Примечание: Обычные муниципальные источники превышать эти минимальные требуютMENTS. При использовании воды баки и насосы, убедитесь, что насосы, способные доставлять водоснабжения, которая превышает минимальное давление и расход. </li></ol> 5. Выбор Размер форсунки для использования <ol><li> Выберите один из четырех стандартных размеров сопел, которые используются для дождевой моделирования. Примечание: Каждое сопло имеет оптимальное давление производительности и потока для достижения нужного размера капель и интенсивность (табл. 1). Выбор размера сопла для использования в конкретном исследовании определяется в зависимости от интенсивности (см / ч) природного случае осадков, которые будут представлены. </li></ol> 6. Дождь Simulator Операция <ol><li> Расположите (1) с одним рычагом шаровой кран (рис. 4) в закрытое положение, рычаг под углом 90 градусов через трубы, и повернуть на основного источника воды (муниципального или насоса). </li><li> Поверните квадратный установочный винт на верхней части (3) Регулятор давления клапана (рис. 4) против часовой стрелки до гразвиваются давление и открыть (4) в линию клапан управления потоком следующий в очереди полностью. </li><li> Откройте (1) с одним рычагом шаровой кран (рис. 4) полностью и регулировать (3) регулятора давления вентиль, повернув установочный винт по часовой стрелке для достижения примерно 8 фунтов на квадратный дюйм в манометром (6), расположенный в верхней части осадков симуляторе. Примечание: После того, как (3) Регулятор давления клапан был установлен на слегка превышает требуемое давление сопла, это не должны быть скорректированы в процессе работы с осадков тренажере, если только основных изменений давления источник воды. </li><li> Частично закройте (4) клапан контроля потока в линию (рис. 4) до метра (5) течь читает приблизительное расход в галлонов в мин для сопла в использовании и (6) манометр показывает приблизительное пси для Сопло в использовании (табл. 1). </li><li> Закройте (1) с одним рычагом шаровой кран (рис. 4), чтобы остановить поток без измененияскорость и параметры давления потока. </li></ol> 7. Насадка Калибровка и осадков Однородность <ol><li> Обложка отверстия в днищах 5 или 6 пустых почвы коробки с клейкой лентой, чтобы предотвратить попадание воды из коробок и поместите их в отмеченных позициях на деревянной раме (см. шаг 3.4). </li><li> Статус и удерживайте длину 10 футов 2 дюйма ПВХ трубы с локтя 45 °, закрепленный на конце над соплом и открыть (1) с одним рычагом шаровой кран. </li><li> Соберите выделения из трубы ПВХ в большом мерном цилиндре в течение 10 сек. </li><li> Внести незначительные коррективы в (4) в линию клапаном регулировки потока и не повторять сек коллекции 10 до объема потока 10 сек матчей соответствующее значение для сопла в использовании (табл. 1). После того, как необходимый расход достигается, использовать значение по расходомера в качестве средства изменения мониторинга в потоке из-за возможных колебаний давления. Примечание: Для правильной калибровке сопла, Чте 10 расход сек является более точным показателем, чем чтение по расходомера. </li><li> Снимите длину 10 футов из ПВХ трубы, чтобы позволить осадков смачивать область окна и обратите внимание на время осадков посвящения. </li><li> Ровно через 10 мин резко остановить осадки, поместив 10 футов ПВХ трубы над соплом, чтобы отвлечь поток и закрыть (1) с одним рычагом шаровой кран. </li><li> Измеряют объем воды (мл), собранные в каждой коробке, выливая в градуированный цилиндр, и рассчитать глубину осадков путем деления объема на (2000 см 2) площади дна коробки. </li><li> Рассчитывают коэффициент вариации для глубины осадков. Примечание: Осадки однородность достигается, когда глубина осадков в 5 или 6 коробок имеет коэффициент вариации &lt;0,05. Где: CV = стандартное отклонение / среднее. </li><li> Если CV составляет не менее 0,05, включите сопло ¼ оборота туже и повторить процесс калибровки. Примечание: сопло, возможно, потребуется быть включена в несколько раздостичь CV менее 0,05. </li><li> После того, как CV менее 0,05 достигается, повторите калибровку несколько раз, чтобы убедиться, что интенсивность осадков по всей трассы является последовательным. </li></ol> 8. Проведение Rainfall моделирование <ol><li> После калибровки, поместите упакованные почвы коробки в отмеченных позициях на деревянной раме (см. шаг 3.4). </li><li> Позиция стоки для сбора бутылок и воронки под сливным носиками и предотвратить осадки от непосредственно падения в канаву с помощью скрепки, чтобы прикрепить экран на желоба (рис. 5). </li><li> Повторите шаги 7,2-7,5 откалибровать расход сопла непосредственно перед событием осадков моделирования и инициировать осадков. </li><li> Запишите время второго тура инициации для каждого ящика, когда вода слив через сливное отверстие получается от медленного капельного к непрерывным потоком. </li><li> Соберите образцы стоков через заданные интервалы времени в ходе мероприятия, переключившись сбора бутылок или, по крайнейконец в случае заданный период времени. </li><li> Для завершения событие осадков, остановить осадки, поместив 10 футов ПВХ трубы над соплом резко отводить поток и закрыть (1) с одним рычагом шаровой кран. </li><li> Соберите образцы стока и рекордный объем с помощью мерного цилиндра или по массе, считая, что вода весит 1 г / см 2. </li><li> Смешайте образцы тщательно так, чтобы все осадок в виде суспензии, а затем принять подвыборку для лабораторного анализа. </li></ol>

<ol>
	<li>Glibert, P. M., Trice, T. M., Michael, B., Lane, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Urea+in+the+tributaries+of+the+Chesapeake+and+Coastal+Bays+of+Maryland.">Urea in the tributaries of the Chesapeake and Coastal Bays of Maryland.</a> Water Air Soil Poll. 160, 229-243 (2005).</li><li>Glibert, P. M., Harrison, J., Heil, C., Seitzinger, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Escalating+worldwide+use+of+urea-a+global+change+contributing+to+coastal+eutrophication.">Escalating worldwide use of urea-a global change contributing to coastal eutrophication.</a> Biogeochemistry. 77, 441-463 (2006).</li><li>Howard, M. D. A., Cochlan, W. P., Ladizinsky, N., Kudela, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogenous+preference+of+toxigenic+Pseudo-nitzschia+australis+(Bacillariophyceae)+from+field+and+laboratory+experiments.">Nitrogenous preference of toxigenic Pseudo-nitzschia australis (Bacillariophyceae) from field and laboratory experiments.</a> Harmful Algae. 6 (2), 206-217 (2007).</li><li>Mutchler, C. K., Hermsmeier, L. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+rainfall+simulators.">A review of rainfall simulators.</a> Trans. ASAE. 8 (1), 67-68 (1965).</li><li>Kleinman, P. J. A., Sharpley, A. N., Veith, T. V., Maguire, R. O., Vadas, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+phosphorus+transport+in+surface+runoff+from+packed+soil+boxes.">Evaluation of phosphorus transport in surface runoff from packed soil boxes.</a> J. Environ. Qual. 33, 1413-1423 .</li><li>Kibet, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phosphorus+runoff+losses+from+a+no-till+coastal+plain+soil+with+surface+and+subsurface-applied+poultry+litter.">Phosphorus runoff losses from a no-till coastal plain soil with surface and subsurface-applied poultry litter.</a> J. Environ. Qual. 40, 412-420 (2011).</li><li>Feyereisen, G. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+direct+incorporation+of+poultry+litter+on+phosphorus+leaching+from+coastal+plain+soils.">Effect of direct incorporation of poultry litter on phosphorus leaching from coastal plain soils.</a> J. Soil Water Cons. (4), 243-251 (2010).</li><li>Vadas, P. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+model+for+phosphorus+transformation+and+runoff+loss+for+surface-applied+manures.">A model for phosphorus transformation and runoff loss for surface-applied manures.</a> J. Environ. Qual. 36, 324-332 (2007).</li><li>Bhardwaj, A., Singh, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+portable+rainfall+simulator+infiltrometer+for+infiltration+runoff+and+erosion+studies.">Development of a portable rainfall simulator infiltrometer for infiltration runoff and erosion studies.</a> Ag. Water Manage. 22 (3), 235-248 (1992).</li><li>Moore, I. D., Hirschi, M. C., Barfield, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kentucky+rainfall+simulator.">Kentucky rainfall simulator.</a> Trans. ASAE. 26, 1085-1089 (1983).</li><li>Grismer, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standards+vary+in+studies+using+rainfall+simulators+to+evaluate+erosion.">Standards vary in studies using rainfall simulators to evaluate erosion.</a> Ca. Agri. 66 (3), 102-107 (2012).</li><li>Ries, J. B., Iserloh, T., Seeger, M., Gabriels, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rainfall+simulations+-+constraints,+needs+and+challenges+for+a+future+use+in+soil+erosion+research.">Rainfall simulations - constraints, needs and challenges for a future use in soil erosion research.</a> Z. Geomorphol. Suppl. 57 (1), 1-10 (2013).</li><li>Liao, N. L., Egan, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+urea+brackish+and+seawater+by+flow+injection+analysis+colorimetry.">Determination of urea brackish and seawater by flow injection analysis colorimetry.</a> QuickChem Method. , (2001).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SAS+Institute.">SAS Institute.</a> The SAS system, version 8.0. , (2000).</li><li>Humphry, J. B., Daniel, T. C., Edwards, D. R., Sharpley, A. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+portable+rainfall+simulator+for+plot-scale+runoff+studies.">A portable rainfall simulator for plot-scale runoff studies.</a> Appl. Eng. Agric. 18, 199-204 .</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=National+Phosphorus+Research+Project.">National Phosphorus Research Project.</a> National research project for simulated rainfall- surface runoff studies: Protocol [Online]. , (2013).</li><li>Mehlich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mehlich+No.+3+soil+test+extractant:+A+modification+of+Mehlich+No.+2+extractant.">Mehlich No. 3 soil test extractant: A modification of Mehlich No. 2 extractant.</a> Comm. Soil Sci. Plant Anal. 15, 1409-1416 (1984).</li><li>Dunne, T., Black, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+investigation+of+runoff+production+in+permeable+soils.">An experimental investigation of runoff production in permeable soils.</a> Water Res. Res. 6 (2), 478-490 (1970).</li></ol>

Авторы заявляют каких конкурирующих финансовых интересов.

Стоки в основном порождается двумя механизмами, инфильтрации избыточного стока и насыщения избыточного стока 18 и зависит от свойств почвы, предшествующей влажности почвы, топографии и интенсивности осадков. Дождь моделирование может быть использован для фиксации переменной интенсивности осадков и изучить один или несколько из оставшихся переменных. Интенсивность осадков и продолжительность может также управляться в ограниченном диапазоне для изучения путем изменения размера сопла. Наиболее важные шаги для проведения осадков моделирования исследования по упакованных почвы коробок являются: 1) обеспечение равномерного прикатывание почвы коробок; 2) контроль предшествующей содержание влаги в почве; 3) калибровки расхода для выбранного сопла так, чтобы размер капель и скорость приближается естественный осадки; и 4) установочное положение сопла в целях обеспечения единообразного осадки во всех почвенных коробки. В конце процесса калибровки, после CV менее 0,05 достигается за осадков однородности по всей почвекоробки, калибровка 10 мин следует повторить несколько раз, чтобы гарантировать, что интенсивности осадков через трасс соответствует. CV также может быть рассчитана для единообразия через трасс. Если CV для единообразия через трасс меньше, что для равномерности осадков во всех коробках, рассмотреть группировки дублирующие процедуры в рамках отдельных трасс, чтобы минимизировать колебания между процедурами. В противном случае, чтобы уменьшить ошибку, связанную с положением коробки и через трасс, случайный обе процедуры и повторяет в соответствии с положением коробки, предпринимает шаги, чтобы ограничить размещение лечение в состоянии более одного раза. Используя эту конструкцию осадков симулятор и стандартный протокол для правильной калибровке симулятор улучшит сравнения результатов различных исследований, проведенных различными исследователями. Данные, полученные таким образом, могут быть использованы для прогнозирования, что происходит при природных осадков и лучше понять процессы и факторы, которые контролируют потери в окружающую среду с неnpoint источниками загрязнения. Такие исследования могут дать ценные данные для использования в развивающихся моделей для предсказания судьбы и переноса осадков и химических загрязнителей в стоке в естественных условиях осадков.

Воздействие на окружающую среду сельского хозяйства являются глобальной и быстро растет озабоченность, особенно в свете неопределенности глобальных изменений. Дождь является движущей силой для перевозки загрязнителей окружающей среды от сельскохозяйственных почв в поверхностных водоемах через поверхностного стока. Большой объем исследований ориентирована на более глубокое понимание взаимодействия между количеством осадков и почвенных условий, как они определяют рассредоточенных источников осадка, питательных веществ, и убытков пестицидов от сельскохозяйственных почв. Целью данного исследования было охарактеризовать последствия предшествующей влажности почвы на судьбе и транспортировки поверхности применяется коммерческую мочевину, общий вид азота (N) удобрений, после события осадков, которое происходит в течение 24 часов после внесения удобрений. Есть несколько исследований судьбе и транспорта мочевины в почвах, так как мочевина быстро гидролизуется в аммоний следующие внесения удобрений и гоerefore не часто доступны для транспорта. Однако, недавние исследования показывают, что водораздел мочевины может транспортироваться от сельскохозяйственных почв в прибрежных водах и вызывают смещается в сторону популяций организмов, которые производят вредные токсины 1,2. Лабораторных и полевых эксперименты показали, что когда кислота-продуцирующие диатомовые Псевдо-Nitzschia южный (стр. Australi ы) домоевая выращивали в мочевины обогащенный морской воды, количество домоевой кислоты произведено было больше, чем при выращивании на нитрат аммония или обогащенного морская вода 3. В настоящем исследовании использованы имитации осадки исследовать процессы, которые управляют потенциал для мочевины потерь азота в стоке следующих коммерческого применения удобрений. Из-за изменчивости природных осадков, осадков тренажеры были использованы применять единые ставки осадков над земной поверхностью или упакованных почвы коробки для оценки стока в контролируемых условиях. Дождь тренажеры первоначально использовались для изучения почвыэрозия 4. Тем не менее, на протяжении многих лет они были использованы для измерения других компонентов поверхностного стока и фильтрата из почв 5-7. Полевые исследования с использованием природных осадков также были проведены для оценки потерь составляющих почвы в сток. Тенденции между природными осадков и осадков моделирования данных следовать аналогичной схеме, указывая на последовательности в процессах. Поэтому количество осадков моделирование может быть использовано в исследованиях для прогнозирования возможного возникновения, что происходит при естественном осадков 8. Разнообразные осадков тренажеров были разработаны и обычно они используют распылители форсунок применять воду при желаемых скоростей и длительности. С точки зрения размера, осадков тренажеры варьироваться от простой, маленький, портативный инфильтрометр с 6 в диаметре осадков области 9 к сложной Кентукки осадков симулятор, который охватывает участок 14,75 футов х 72 футов (4,5 м х 22 м) 10. Одним из недостатков в теле исследований, которые эмиloyed моделирование осадков, что нет единого стандартизированного дизайна или протокол для проведения осадков Симуляторы 11. В самом деле, в 2011 «Международный Дождь Simulator семинара&quot; в Трир университета, Германия, совместные сообщества ученых из 11 стран-участниц пришли к выводу, что стандартизация моделирования осадков и тренажеров необходима для того, чтобы обеспечить сопоставимость результатов и содействия дальнейшему технические разработки по преодолению физических ограничений и ограничений 12. Это исследование стремится частично решить эту потребность, представив подробное описание стандартизованного протокола для проведения осадков моделирования с помощью имитатора, который уже широко принятую для использования в Северной Америке. Этот эксперимент является частью более крупного исследования, цель которого оценить источник мочевины в устьевых водах Чесапикского залива, где токсичные цветение водорослей, как известно, ежегодно происходят. Удельный объективность<html> е эксперимента было определить влияние предшествующей влажности почвы на потери мочевины в сток. Дубликат равномерно упакованные почвы коробки были prewetted к одному из шести различным содержанием влаги, представляющих 50, 60, 70, 80, 90 и 100% от полевой влагоемкости. Мочевина было наносится на поверхность в Prill форме в размере 150 кг N / га. В 24 часов ящики были подвергнуты единой осадков 40 продолжительности мин со скоростью 3,17 см / час, что эквивалентно естественное событие осадков, что обычно происходит на ежегодной основе на Восточном побережье Чесапикского залива в штате Мэриленд. Образцы Ливневые были собраны в 2-минутными интервалами, сразу же фильтруют с использованием стеклянного фильтра (0,45 мкм) и хранили при 4 ° С, пока они не были проанализированы в течение 24 часов сбора. Концентрации мочевины N-определяли с помощью анализа потока инъекции колориметрии 13. Данные были проанализированы с помощью SAS v.9.1 14, и статистические результаты считались значимыми при Р ≤ 0,05. e_content &quot;&gt; портативный тренажер осадков, что была использована в данном исследовании отвечает требованиям к конструкции 15 и протокол, который был разработан Национальным фосфора проекта 16. В США и Канаде, эта конструкция тренажера и протокол был широко принят в качестве стандартного метода для использовать при определении и растворенного и взвешенного с привязкой к потери фосфора в сток. Хотя образцы были проанализированы стоки для мочевины, а не фосфора, способ применения единообразного и последовательного осадки в упакованный почвы коробки такой же, как тот, который кратко описаны в Национальном фосфора Протокол моделирования осадки Проект.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="808">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Rainfall Simulator</td>
			<td style="width:175px;">&#160;Joern&#39;s Inc.</td>
			<td style="width:147px;">TLALOC 3000</td>
			<td style="width:239px;">Size 1.5m x 2.0m (size optional)</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:249px;">Rainfall Simulator</td>
			<td>&#160;Joern&#39;s Inc.</td>
			<td style="width:147px;">TLALOC 4000</td>
			<td>Size 2.0m x 2.0m (size optional)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Rainfall Nozzle</td>
			<td style="width:175px;">Spraying Systems Inc.</td>
			<td style="width:147px;">3/8HH-SS17WSQ</td>
			<td>Size 17 nozzle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Rainfall Nozzle</td>
			<td style="width:175px;">Spraying Systems Inc.</td>
			<td style="width:147px;">3/8HH-SS24WSQ</td>
			<td>Size 24 nozzle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Rainfall Nozzle</td>
			<td style="width:175px;">Spraying Systems Inc.</td>
			<td style="width:147px;">1/2HH-SS30WSQ</td>
			<td>Size 30 nozzle</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:249px;">Rainfall Nozzle</td>
			<td style="width:175px;">Spraying Systems Inc.</td>
			<td style="width:147px;">3/8HH-SS50WSQ</td>
			<td>Size 50 nozzle</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a protocol for conducting rainfall simulation to study soil runoff

Дождь является движущей силой для перевозки загрязнителей окружающей среды от сельскохозяйственных почв в поверхностных водоемах через поверхностного стока. Целью данного исследования было охарактеризовать последствия предшествующей влажности почвы на судьбе и транспортировки поверхности применяется коммерческую мочевину, общий вид азота (N) удобрений, после события осадков, которое происходит в течение 24 часов после внесения удобрений. Хотя мочевины предполагается легко гидролизуются в аммоний и поэтому не часто доступны для транспорта, недавние исследования показывают, что мочевина может транспортироваться от сельскохозяйственных почв в прибрежных водах, где она, причастных к вредоносного цветения водорослей. Осадков симулятор был использован для применения последовательного скорость равномерного осадков через упакованных почвы коробок, которые были prewetted к различным содержанием влаги в почве. Управляя осадков и почвы физические характеристики, последствия предшествующей влажности почвы на потери мочевины были IsolaТед. Wetter почвы выставлены более короткое время от осадков начала до образования капель посвящения, более общего объема стока, более высоких концентрациях мочевины в сток, и больших массовых нагрузок мочевины в сток. Эти результаты также демонстрируют важность контроля за предшествующей влажности почвы в исследованиях, направленных на изолировать другие переменные, такие как физического почвы или химическими характеристиками, наклон, почвенного покрова, управления, или дождевой характеристик. Потому осадков тренажеры предназначены для доставки капли дождя подобного размера и скорости, как природных осадков, исследования, проведенные в рамках стандартизованного протокола может дать ценные данные, которые, в свою очередь, может быть использован для разработки моделей для предсказания судьбы и переноса загрязняющих веществ в стоки.

Watch this Scientific Journal Video about A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff at JoVE.com

A Protocol for Conducting Rainfall Simulation to Study Soil Runoff

Осадков симулятор был использован для применения последовательного скорость равномерного осадков в упакованных почвы коробок в исследовании судьбе и транспорта мочевины, в рассредоточенного источника экологического загрязнителя. Под единым почвы и дождевой условиях, предшественник влажность почвы оказали сильное контроль над потерей мочевины в поверхностного стока.

Протокол по проведению Rainfall моделирование по изучению почвы стока

Rainfall is a driving force for the transport of environmental contaminants from agricultural soils to surficial water bodies via surface runoff. The ...

Research

JoVE Journal

Environment

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

Устройство и принцип действия непрерывного<sup&gt; 13</sup&gt; С и<sup&gt; 15</sup&gt; N Маркировка палата для Uniform или дифференциальный, Метаболический и структурная, завод Изотоп Маркировка

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes ...

Design and Construction of an Urban Runoff Research Facility

Дизайн и Строительство городских стоков исследовательского фонда

As the urban population increases, so does the area of irrigated urban landscape. Summer water use in urban areas can be 2-3x winter base line water use ...

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

Экспериментальный протокол для работы с завод-индуцированной неоднородности почвы

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as ...

Soil Sampling and Isolation of Entomopathogenic Nematodes (Steinernematidae, Heterorhabditidae)

Soil Sampling and Isolation of Entomopathogenic Nematodes Steinernematidae, Heterorhabditidae

Отбор проб почвы и изоляция энтомопатогенных нематод (Steinernematidae, Heterorhabditidae)

Entomopathogenic nematodes (a.k.a. EPN) represent a group of soil-inhabiting nematodes that parasitize a wide range of insects. These nematodes belong to ...

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

Протокол для сбора и построения Основных лизиметрах Почвы

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

Soil Lysimeter Excavation for Coupled Hydrological, Geochemical, and Microbiological Investigations

Почва лизиметре Выемка для связанных гидрологические, геохимические и микробиологические исследования

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled ...

A Gusseted Thermogradient Table to Control Soil Temperatures for Evaluating Plant Growth and Monitoring Soil Processes

A Таблица складками термоградиентный для управления температуры почвы для оценки роста растений и мониторинга почвенных процессов

Thermogradient tables were first developed in the 1950s primarily to test seed germination over a range of temperatures simultaneously without using a ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Измерение и сопоставление моделей осаждения, относящиеся к концентрации карбоната почвы под управление сельским хозяйством и эрозии почвы

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Use of Principal Components for Scaling Up Topographic Models to Map Soil Redistribution and Soil Organic Carbon

Использование основных компонентов для масштабирования Топографическая модели для сопоставления перераспределения земли и почвы органического углерода

Landscape topography is a critical factor affecting soil formation and plays an important role in determining soil properties on the earth surface, as it ...

Microplot Design and Plant and Soil Sample Preparation for 15Nitrogen Analysis

Microplot Design and Plant and Soil Sample Preparation for 15Nitrogen Analysis

Microplot Дизайн и завод и почва Пример подготовки к 15анализа азота

Many&#160;nitrogen fertilizer studies evaluate the overall effect of a treatment on end-of-season measurements such as grain yield or cumulative N losses. ...